死锁的概念
在并发环境下，各进程因竞争资源而造成的一种互相等待对方手里的资源，导致各进程都阻塞，都无法向前推进的现象，就是“死锁”。（死锁进程一定处于阻塞态）
死锁
各进程互相等待对方手里的资源，导致各进程都阻塞，无法向前推进的现象。
饥饿
由于长期得不到想要的资源，某进程无法向前推进的现象。比如：在短进程优先（SPF）算法
死循环
某进程执行过程中一直跳不出某个循环的现象。有时是因为程序逻辑bug 导致的，有时是程序员故意设计的。
可能只有一个进程发生死循环。死循环的进程可以上处理机运行（可以是运行态），只不过无法像期待的那样顺利推进。死锁和饥饿问题是由于操作系统分配资源的策略不合理导致的，而死循环是由代码逻辑的错误导致的。死锁和饥饿是管理者（操作系统）的问题，死循环是被管理者的问题。
死锁产生的必要条件
1.互斥条件
只有对必须互斥使用的资源的争抢才会导致死锁（如哲学家的筷子、打印机设备）。
2.不剥夺条件
进程所获得的资源在未使用完之前，不能由 其他进程强行夺走，只能主动释放。
3.请求和保持条件
进程已经保持了至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源又被其他进程占有，此时请求进程被阻塞，但又对自己已有的资源保持不放
4.循环等待条件
存在一种进程资源的循环等待链，链中的每一个进程已获得的资源同时被下一个进程所请求。
发生死锁时一定有循环等待，但是发生循环等待时未必死锁
发生死锁的原因
1. 对系统资源的竞争
各进程对不可剥夺的资源（如打印机）的竞争可能引起死锁，对可剥夺的资源（CPU）的竞争是不会引起死锁的
2. 进程推进顺序非法
请求和释放资源的顺序不当，也同样会导致死锁。例如，并发执行的进程P1、P2 分别申请并占有了资源R1、R2，之后进程P1又紧接着申请资源R2，而进程P2又申请资源R1，两者会因为申请的资源被对方占有而阻塞，从而发生死锁。
3. 信号量的使用不当也会造成死锁
如生产者-消费者问题中，如果实现互斥的P操作在实现同步的P操作之前，就有可能导致死锁。（可以把互斥信号量、同步信号量也看做是一种抽象的系统资源）
死锁的处理策略
不允许死锁发生
静态策略：预防死锁
破坏死锁产生的四个必要条件中的一个或几个。
动态策略：避免死锁
用某种方法防止系统进入不安全状态，从而避免死锁（银行家算法）
允许死锁发生
死锁的检测和解除
允许死锁的发生，不过操作系统会负责检测出死锁的发生，然后采取某种措施解除死锁。
死锁预防:
1.破坏互斥条件
如果把只能互斥使用的资源改造为允许共享使用，则系统不会进入死锁状态。比如: SPOOLing技术 互斥改共享
缺点
并不是所有的资源都可以改造成可共享使用的资源。并且为了系统安全，很多地方还必须保护这种互斥性。因此，很多时候都无法破坏互斥条件。
2.破坏不剥夺条件
方案一：当某个进程请求新的资源得不到满足时，它必须立即释放保持的所有资源，待以后需要时再重新申请。也就是说，即使某些资源尚未使用完，也需要主动释放，从而破坏了不可剥夺条件。----------------少了一个就全丢
缺点：会饥饿
方案二：当某个进程需要的资源被其他进程所占有的时候，可以由操作系统协助，将想要的资源强行剥夺。这种方式一般需要考虑各进程的优先级（比如：剥夺调度方式，就是将处理机资源强行剥夺给优先级更高的进程使用）-----------------优先级高的抢低的资源
缺点
1. 实现起来比较复杂。
2. 释放已获得的资源可能造成前一阶段工作的失效。因此这种方法一般只适用于易保存和恢复状态的资源，如CPU。
3. 反复地申请和释放资源会增加系统开销，降低系统吞吐量
4. 若采用方案一，意味着只要暂时得不到某个资源，之前获得的那些资源就都需要放弃，以后再重新申请。如果一直发生这样的情况，就会导致进程饥饿。
3.破坏请求和保持条件
可以采用静态分配方法
即进程在运行前一次申请完它所需要的全部资源，在它的资源未满足前，不让它投入运行。一旦投入运行后，这些资源就一直归它所有，该进程就不会再请求别的任何资源了。
缺点
有些资源可能只需要用很短的时间，因此如果进程的整个运行期间都一直保持着所有资源，就会造成严重的资源浪费，资源利用率极低。
另外，该策略也有可能导致某些进程饥饿。
也可以对静态分配进行改进，允许一个进程只获得运行初期所需的资源后，便开始运行
4.破坏循环等待条件
可采用顺序资源分配法
首先给系统中的资源编号，规定每个进程必须按编号递增的顺序请求资源，同类资源（即编号相同的资源）一次申请完。
缺点
不方便增加新的设备，因为可能需要重新分配所有的编号
进程实际使用资源的顺序可能和编号递增顺序不一致，会导致资源浪费
必须按规定次序申请资源，用户编程麻烦。
死锁的避免
系统安全状态
安全序列
所谓安全序列，就是指如果系统按照这种序列分配资源，则每个进程都能顺利完成。只要能找出一个安全序列，系统就是安全状态。当然，安全序列可能有多个。
不安全状态
如果分配了资源之后，系统中找不出任何一个安全序列，系统就进入了不安全状态。这就意味着之后可能所有进程都无法顺利的执行下去
如果系统处于安全状态，就一定不会发生死锁
安全一定无死锁
如果系统进入不安全状就未必就是发生了死锁，但发生死锁时一定是在不安全状态
不安全未必死锁
1.银行家算法
核心思想: 在进程提出资源申请时，先预判此次分配是否会导致系统进入不安全状态。如果会进入不安全状态，就暂时不答应这次请求，让该进程先阻塞等待。(银行家算法只能看安不安全，不能判断是不是死锁)
数据结构描述，算法描述
安全性算法
死锁检测和解除
资源分配图
简化资源分配图
检测死锁的算法—— 简化资源分配图的方法
死锁定理
死锁定理：如果某时刻系统的资源分配图是不可完全简化的，那么此时系统死锁
补充：并不是系统中所有的进程都是死锁状态，用死锁检测算法化简资源分配图后，还连着边的 那些进程就是死锁进
死锁的解除
1. 资源剥夺法
挂起（暂时放到外存上）某些死锁进程，并抢占它的资源，将这些资源分配给其他的死锁进程。但是应防止被挂起的进程长时间得不到资源而饥饿。
2. 撤销进程法 （或称终止进程法）
强制撤销部分、甚至全部死锁进程，并剥夺这些进程的资源。这种方式的优点是实现简单，但所付出的代价可能会很大。因为有些进程可能已经运行了很长时间，已经接近结束了，一旦被终止可谓功亏一篑，以后还得从头再来。
3. 进程回退法
让一个或多个死锁进程回退到足以避免死锁的地步。这就要求系统要记录进程的历史信息，设置还原点。
